淺談貫流鍋爐的水質(zhì)管理

闞柏平

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，天津 3 0 0 1 9 2）

淺談貫流鍋爐的水質(zhì)管理

闞柏平

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，天津 3 0 0 1 9 2）

小型貫流循環(huán)燃油燃氣鍋爐的應(yīng)用越來越廣泛，由于貫流循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)和特點，其對鍋爐補給水水質(zhì)要求比較高，水質(zhì)不良會造成貫流循環(huán)鍋爐的事故時有發(fā)生，直接關(guān)系到貫流循環(huán)鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。本文介紹了貫流循環(huán)鍋爐的特點及水質(zhì)管理中存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決對策。

貫流循環(huán)；鍋爐；水質(zhì)管理

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及對環(huán)境保護的高度重視，生產(chǎn)、生活用汽采用小型燃油燃氣鍋爐的用戶越來越多。天津市在主城區(qū)基本完成改燃的任務(wù)后，2 0 1 6年9月1日起，在環(huán)城四區(qū)禁止使用燃煤鍋爐，要求全部改燃，小型貫流循環(huán)燃油燃氣鍋爐具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、升溫升壓快等優(yōu)點，受到用戶的廣泛歡迎。

對于自然循環(huán)的工業(yè)鍋爐我們已經(jīng)比較熟悉，鍋爐水質(zhì)管理工作也基本成熟，我國于1 9 7 9年制定了第一部鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其編號為GB 1 5 7 6-1 9 7 9《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，使我國的鍋爐水處理管理工作走向了科學(xué)化、正規(guī)化。近4 0年來，我國分別于1 9 8 5年、1 9 9 6年、2 0 0 1年及2 0 0 8年進行了修訂，逐漸完善，并更名為《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，編號為GB/T 1 5 7 6-2 0 0 8。隨著貫流循環(huán)鍋爐的廣泛應(yīng)用，在2 0 0 8年標(biāo)準(zhǔn)中，專門為貫流和直流蒸汽鍋爐水質(zhì)制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)遠高于相同參數(shù)的自然循環(huán)鍋爐水質(zhì)指標(biāo)。通過對天津市在用貫流循環(huán)鍋爐的水質(zhì)檢驗，發(fā)現(xiàn)主要問題有兩個：一是爐管受熱面結(jié)垢，嚴(yán)重時引起爐管變形及爆管；二是爐管金屬的腐蝕，其主要為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，嚴(yán)重時會造成爐管穿孔、泄漏。有部分單位的鍋爐不到1年就發(fā)生爆管、泄漏事故。造成以上問題的主要原因是鍋爐水質(zhì)不符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，所以說加強貫流循環(huán)鍋爐的水質(zhì)管理至關(guān)重要。

1 貫流循環(huán)燃油燃氣鍋爐的結(jié)構(gòu)及特點

1.1 貫流循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)

所謂貫流循環(huán)鍋爐是指補給水從鍋爐底部進入鍋爐，經(jīng)過加熱至頂部一次性變成蒸汽的水管鍋爐，是由鍋爐本體（本體由上、下集箱和直列管組成）和外部的汽水分離器、水泵、燃燒器等部件組成，實質(zhì)上就是立式直水管燃油燃氣鍋爐。貫流循環(huán)鍋爐已經(jīng)完成了從直接進口國外產(chǎn)品到引進技術(shù)國內(nèi)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。具有代表性的爐型為三浦鍋爐。在天津市范圍內(nèi)一般貫流循環(huán)鍋爐的額定蒸發(fā)量≤4噸/小時，額定壓力1.0 MP a的最多，少數(shù)單位使用1.6 0 MP a及2.3 0 MP a的貫流循環(huán)鍋爐。

1.2 貫流循環(huán)鍋爐的特點

1.2.1 無鍋筒、水容量小、循環(huán)倍率低

貫流循環(huán)蒸汽鍋爐不同于立式水管自然循環(huán)鍋爐，它沒有鍋筒（汽包），爐水的預(yù)熱、汽化產(chǎn)生蒸汽，在同一根管子中完成。以L S S 2.0-1.0 Y Q貫流循環(huán)鍋爐與D Z L 2.0-1.0-AⅡ型自然循環(huán)鍋爐相比較，同樣蒸發(fā)量為2.0噸/小時。貫流循環(huán)鍋爐水容量約0.2 m3。D Z L 2.0-1.0-AⅡ型鍋爐的水容量約為4.1 m3。所以升溫升壓非常快，一般達到額定壓力只需要5～6分鐘。由于貫流鍋爐能夠在一根管子里完成加熱到蒸發(fā)，其循環(huán)倍率很低，是自然循環(huán)鍋爐的百分之一左右，所以對水質(zhì)要求很高，在給水硬度≤0.0 3 0 mmo l/L時，進入貫流循環(huán)鍋爐仍有結(jié)垢的可能。

1.2.2 補給水直接進入爐管

帶鍋筒的自然循環(huán)工業(yè)鍋爐補給水一般直接進入鍋筒，常溫的補給水進入鍋爐后，與鍋筒內(nèi)的飽和爐水相混合，短時間就可以受熱達到飽和水狀態(tài)，補給水中含有的溶解氧瞬間析出，隨著蒸汽揮發(fā)到蒸汽管道及分汽包中，鍋筒就起到了熱力除氧器的作用，因此殘留在爐水中的溶解氧很低，所以小于等于4 t/h的工業(yè)鍋爐即使沒有除氧措施爐體內(nèi)很少有比較嚴(yán)重的氧腐蝕現(xiàn)象。即使有腐蝕也主要是停爐保養(yǎng)不當(dāng)形成的腐蝕。貫流循環(huán)鍋爐因沒有鍋筒，補給水中的溶解氧不能析出，氧腐蝕速度隨著水溫的升高而加重，氧腐蝕嚴(yán)重的地方是汽化前的預(yù)熱管部分。所以G B/T 1 5 7 6-2 0 0 8標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定貫流循環(huán)鍋爐補給水應(yīng)除氧。

2 水質(zhì)管理中存在的問題及對策

2.1 使用自動交換器存在的問題

大部分貫流循環(huán)鍋爐給水處理采用自動鈉離子交換器，該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、自動化程度高、勞動強度低等優(yōu)點，在小型貫流循環(huán)鍋爐中頗受推崇，目前鈉離子交換器種類很多，共同特點是再生自動操作，運行的終點不是通過化驗出水硬度來控制，而是通過運行時間或出水量來控制。由于設(shè)備的安裝原因，比如軟水罐中樹脂的填裝高度不規(guī)范，樹脂填裝太多，造成膨脹空間不足。樹脂填裝太少不能保證正常運行，達不到設(shè)計的出水量。自動鈉離子交換器安裝時必須考慮進水水壓，進入鈉離子交換器的鹽水濃度、流量與交換器進出水的壓力的高低有直接關(guān)系。直接影響到樹脂的再生效果，鈉離子交換器每個周期制水量也不盡相同。另外季節(jié)的變化、水源的變化，也會影響到周期出水量。隨著使用時間的增加和樹脂的破碎，污染也會越來越嚴(yán)重，樹脂的工作交換容量也會下降。

有些用戶覺得自動交換器的程序已經(jīng)設(shè)定好了，只需要定期向鹽罐中加入一定量的鹽，以后就不用管了，它會自動運轉(zhuǎn)。我們在新安裝鍋爐水處理設(shè)備檢驗中發(fā)現(xiàn)，新安裝的自動鈉離子交換器出水合格率不足4 0%，甚至有的自動交換器不起作用，使超標(biāo)準(zhǔn)大硬度的水進入鍋爐造成鍋爐的結(jié)垢。

2.2 問題的解決對策

（1）根據(jù)水源的水質(zhì)情況選擇合適的水處理設(shè)備，如果水源水為河水或高硬度的井水，建議選擇對水質(zhì)要求低、便于清理檢修的爐型或選用其他水處理工藝。

（2）如果水源水硬度較大，如大于5 mmo l/L的水源，建議給水采用二級自動再生鈉離子交換器進行水質(zhì)軟化。二級鈉離子交換器處理后其出水硬度可以達到0.0 0 5 mmo l/L以下，甚至可以完全去除水中的鈣鎂離子。

（3）加強對新安裝水處理設(shè)備的檢驗工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免給鍋爐帶來損害，同時對操作人員進行培訓(xùn)，持證上崗。每天定時對自動鈉離子交換器出水進行化驗監(jiān)督，必要時改為手動控制。

2.3 化學(xué)除氧問題

GB/T 1 5 7 6-2 0 0 8工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定貫流鍋爐給水應(yīng)除氧，溶解氧含量因額定壓力不同分別為≤0.1 0 mg/L和≤0.0 5 mg/L。在運行中絕大多數(shù)采用添加化學(xué)除氧藥劑的方法來達到除氧的目的。在天津地區(qū)除氧藥劑是由鍋爐制造企業(yè)配套提供的液體緩蝕阻垢劑（清缸劑）。由于周轉(zhuǎn)、儲存時間較長，在運輸和儲存過程中，藥液很難處于完全密封狀態(tài)，容易吸入空氣中的氧分，因此藥劑有效成分會逐漸降低。目前，貫流鍋爐加藥方式主要是通過計量加藥泵直接加到給水泵前的進水管上，藥劑加入鍋爐的時間很短，不可能把給水中溶解氧完全除盡后再進入爐內(nèi)，現(xiàn)有裝置無法測量補給水溶解氧的含量。在對貫流鍋爐進行水質(zhì)檢驗中，經(jīng)常遇到因加藥量控制不好，造成水質(zhì)不合格的現(xiàn)象。藥量過少起不到除氧防垢效果，藥量過多增加了爐水含鹽量以及爐水堿度、p H值超標(biāo)現(xiàn)象。

2.4 除氧問題的解決對策

（1）防止除氧藥劑在儲存、運輸及使用中被氧化失效，現(xiàn)用現(xiàn)配，一定用采用嚴(yán)格的密封措施或采用添加穩(wěn)定劑防止藥劑被氧化。

（2）使藥劑與補給水充分混合，降低流速，使藥劑與給水有充分的反應(yīng)時間，也可以對補給水進行加熱提高化學(xué)反應(yīng)速度，比如近兩年出現(xiàn)的貫流式鍋爐加裝省煤器，提高了補給水的溫度和水與藥劑的反應(yīng)時間，起到了良好的防腐防垢效果。

（3）加裝給水溶解氧檢測儀器，嚴(yán)格控制好加藥量。定時對鍋爐補給水、爐水進行化驗。由于貫流鍋爐運行時爐水濃縮倍率高，建議每小時對爐水進行一次化驗。根據(jù)化驗結(jié)果進行適量排污。

3 結(jié)語

綜上所述，小型貫流循環(huán)燃油燃氣蒸汽鍋爐的水質(zhì)要求比同等參數(shù)的自然循環(huán)的工業(yè)鍋爐高出很多。實踐證明，通過加強對貫流循環(huán)鍋爐的水質(zhì)管理，提高操作人員和鍋爐管理人員的綜合素質(zhì)，加大執(zhí)法監(jiān)督檢驗力度，小型貫流循環(huán)是能夠使用好的。

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